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一、精選教學(xué)內(nèi)容
高等有機(jī)化學(xué)作為一門(mén)理論性很強(qiáng)的課程,對(duì)于基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)內(nèi)容掌握較差的學(xué)生來(lái)說(shuō)是望而生畏的。這門(mén)課程共計(jì)48學(xué)時(shí),每周3學(xué)時(shí),內(nèi)容較多而學(xué)時(shí)相對(duì)較少,學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)大多覺(jué)得內(nèi)容多、難度大、學(xué)習(xí)吃力。經(jīng)典高等有機(jī)化學(xué)主要包含物理有機(jī)化學(xué)和有機(jī)反應(yīng)兩大部分,課堂上重點(diǎn)講授物理有機(jī)化學(xué)部分,即有機(jī)結(jié)構(gòu)理論和反應(yīng)機(jī)理。結(jié)構(gòu)理論部分主要包括化學(xué)鍵、電子效應(yīng)、立體化學(xué)、溶劑效應(yīng)與活性中間體等內(nèi)容。結(jié)構(gòu)理論部分要精講,講深講透。有機(jī)反應(yīng)部分對(duì)照基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué),選取延伸內(nèi)容有側(cè)重地進(jìn)行講授。例如,立體效應(yīng)除了基本知識(shí)點(diǎn)外,“異頭效應(yīng)”作為重點(diǎn),飽和碳原子上的親核取代反應(yīng)重點(diǎn)講解的是鄰基參與機(jī)理和應(yīng)用,芳環(huán)上的反應(yīng)主要介紹親核取代即苯炔機(jī)理,消除反應(yīng)以介紹Saytzeff和Hoffmann消除規(guī)律和立體化學(xué)以及E1CB機(jī)理為主等。學(xué)生在掌握結(jié)構(gòu)理論之后,有機(jī)反應(yīng)部分的學(xué)習(xí)相對(duì)容易。
二、教師精講為主
學(xué)生同步自學(xué)結(jié)構(gòu)理論是高等有機(jī)化學(xué)的基本原理部分,而且是本門(mén)課的難點(diǎn),學(xué)好結(jié)構(gòu)理論對(duì)于理解后面的化學(xué)反應(yīng)規(guī)律和化學(xué)反應(yīng)機(jī)理有很大幫助。因此,這部分內(nèi)容主要采取以教師為主的教學(xué)方式,目的是將結(jié)構(gòu)理論細(xì)講、深講、精講,使學(xué)生深刻理解“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的基本原理和貫穿始終的主線“穩(wěn)定性原理”。結(jié)構(gòu)理論部分包括化學(xué)鍵、電子效應(yīng)、溶劑效應(yīng)、立體化學(xué)、分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)反應(yīng)活性間的定量關(guān)系、酸堿理論和活潑中間體等。在結(jié)構(gòu)理論中,共振理論和分子軌道理論是重點(diǎn)。分子軌道理論以分子整體為研究對(duì)象,考慮分子中原子間相互作用,可以解決許多經(jīng)典理論無(wú)法解決的問(wèn)題,而休克爾(Huckel)分子軌道理論是分子軌道理論的簡(jiǎn)化,利用它可以很容易地解釋關(guān)于芳香烴的4n+2規(guī)則,再輔之以Frost圓圈法,可以較好地理解共振和芳香性之間的關(guān)系。電子效應(yīng)和哈米特(Hammett)方程是另一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。Hammett方程是在定量的基礎(chǔ)上,將分子結(jié)構(gòu)及其反應(yīng)活性聯(lián)系起來(lái),在一定的范圍內(nèi)可以預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)速度和平衡,是有機(jī)化學(xué)研究從定性走向定量的一次質(zhì)的飛躍。以上這些內(nèi)容相對(duì)枯燥,授課過(guò)程中教師要盡量挖掘?qū)W生的興趣點(diǎn),并結(jié)合以前的有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ),課前布置預(yù)習(xí)內(nèi)容。例如,用共振論解釋反應(yīng)活性時(shí),課前讓學(xué)生復(fù)習(xí)基礎(chǔ)有機(jī)中芳環(huán)定位規(guī)律和羧酸衍生物親核取代活性,再用共振論加以說(shuō)明,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率,取得了良好的教學(xué)效果。有機(jī)反應(yīng)部分主要包括脂肪族的親核取代反應(yīng)和消除反應(yīng)、芳香取代反應(yīng)、碳-碳重鍵的加成反應(yīng)、碳-雜重鍵反應(yīng)、分子重排反應(yīng)等。大部分內(nèi)容要求學(xué)生事先做好基礎(chǔ)知識(shí)的復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí),課堂上完成深層次教學(xué)和內(nèi)容延展。
三、改革教學(xué)方法
注重創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)在傳統(tǒng)的高等有機(jī)化學(xué)教學(xué)中,注重教師向?qū)W生灌輸知識(shí),忽略對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。學(xué)生自學(xué)能力比較差,仍然習(xí)慣于傳統(tǒng)的“滿堂灌”式的教學(xué)方式,很少提問(wèn)題。這種教學(xué)模式學(xué)生處于被動(dòng)地位,不利于發(fā)揮主觀能動(dòng)性,不利于素質(zhì)和能力的和諧發(fā)展。現(xiàn)代教學(xué)理論認(rèn)為,教師在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)是組織者、引導(dǎo)者;學(xué)生是學(xué)習(xí)的真正主人,教學(xué)上的成敗往往取決于學(xué)生參與學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。要想在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面有所突破,必須打破原有單一教學(xué)形式,探索和嘗試一些行之有效的新的教學(xué)形式。變“一言堂”為“群言堂”,不僅是教師講授知識(shí),學(xué)生也積極參與研討,甚至走上講臺(tái),發(fā)表自己的觀點(diǎn),并進(jìn)行論證,師生之間、學(xué)生之間開(kāi)展研討甚至辯論,師生關(guān)系由主客關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)楹献麝P(guān)系。
(一)布置課程論文
可以指定內(nèi)容讓學(xué)生在查閱文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上與其他同學(xué)進(jìn)行討論,最后以講座或報(bào)告的方式進(jìn)行匯報(bào)交流。這種以學(xué)生討論為主的學(xué)習(xí)方式,有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,提高科學(xué)素養(yǎng),激發(fā)社會(huì)責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)精神。通過(guò)課堂教學(xué)和自主學(xué)習(xí)的合理分配,讓學(xué)生積極主動(dòng)參與,教師還可以根據(jù)學(xué)生反饋信息及時(shí)調(diào)整教學(xué)。在授課過(guò)程中,讓學(xué)生選擇與自己研究方向相近并且與高等有機(jī)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)密切相關(guān)的領(lǐng)域進(jìn)行關(guān)聯(lián)、剖析,進(jìn)而了解高等有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用,并在科研課題中體現(xiàn)。如2010級(jí)一位學(xué)生進(jìn)行萘的異丙基化反應(yīng)制備2,6-二異丙基萘研究,首先用共振論解釋?duì)梁挺挛坏幕钚裕缓箨U述立體效應(yīng)的影響,最后點(diǎn)明反應(yīng)需要擇形催化的必然性。這篇課程論文應(yīng)用高等有機(jī)化學(xué)多個(gè)知識(shí)點(diǎn),有理有據(jù)。通過(guò)這樣的環(huán)節(jié)很好地實(shí)現(xiàn)了學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的深化理解和綜合應(yīng)用,發(fā)揮了主觀能動(dòng)性。
(二)學(xué)生走上講臺(tái)
教師可以選取新反應(yīng)較少的章節(jié),鼓勵(lì)學(xué)生利用圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)等查閱資料,在自學(xué)總結(jié)的基礎(chǔ)上寫(xiě)出教案并修改后,作為“教師”進(jìn)行講授,以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題。教學(xué)中選取了重排反應(yīng)一章,布置教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生分成3組,分別介紹親核重排、親電重排和其他重排。每個(gè)組員負(fù)責(zé)講解一個(gè)重排反應(yīng),教師跟蹤點(diǎn)評(píng)。學(xué)生通過(guò)共同參與、分組討論不僅提高了歸納總結(jié)能力,也鍛煉了口頭表達(dá)、課件制作和板書(shū)書(shū)寫(xiě)能力,培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí),提高了教學(xué)效果。以上環(huán)節(jié)均作為課程考核的組成部分,計(jì)入總成績(jī)。四、結(jié)語(yǔ)高等有機(jī)化學(xué)作為化學(xué)化工專業(yè)的學(xué)位課,是推進(jìn)研究生素質(zhì)教育的重要平臺(tái)。嘗試通過(guò)學(xué)生同步自學(xué)強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí),精選優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,改革教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和科研精神。學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),提高了學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了多種綜合能力,提高了整體素質(zhì)。
作者:賈宏敏朱繤張志強(qiáng)高妍盧公昊李曉單位:遼寧科技大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院